台积电2纳米GAA惊艳,客户急修正蓝图 三星5年超车断念?
来源:DIGITIMES 发布时间:2023-05-22 分享至微信

台积电2023年3纳米产能以N3(N3B)为主,但价格昂贵,客户裹足不前。李建梁摄(数据照)

台积电2023年3纳米产能以N3(N3B)为主,但价格昂贵,客户裹足不前。李建梁摄(数据照)


随着iPhone 15系列9月登场,供应链现已由台积电开始拉货,新一代3纳米将进入放量旺季。然据半导体设备业者表示,2023全年3纳米产能仍以N3(N3B)为主,整体良率冲上近75%,苹果(Apple)约占9成比重。


值得注意的是,由于3纳米与4纳米差异不大,价格却涨不少,加上整体半导体需求估至2024年才会回温,近期盛传台积电前十大客户中,部分业者已修正制程规划,调整投片与订单。


虽然台积电产能布局可能被打乱,但进一步来看,客户黏着度更高,对于2纳米GAA时代相当有信心,据了解,已采用4/3纳米的客户,几乎皆有2纳米投片规划,以此来看,三星电子(Samsung Electronics)高层日前高喊「2纳米战情将逆转,5年内超越台积电」的目标恐难如愿。


台积电N3于2022年第4季才开始量产,市场先前揣测不仅时程延后,良率与PPA(效能、功耗、面积)等表现也不如预期,价格高昂令客户却步。


然台积电总裁魏哲家多次公开强调,N3将在移动和高效运算(HPC)应用驱动下,实现快速且顺畅的产能提升,2023年下半量产的N3E也收到首批客户产品设计定案(Tape-outs)等正面消息后,看衰3纳米家族声音终逐渐消退。


台积电表示,相较N5,N3E在相同功耗下速度加快18%,在相同速度下功耗降低32%,逻辑密度提升约60%、芯片密度提升约30%。


半导体设备业者表示,台积电2023全年3纳米产能仍以N3(N3B)为主,整体良率虽比外界预期高,现已冲上近75%,但由于价格昂贵,众多客户裹足不前,使得大部分产能仍由苹果所用,约占9成比重,包括联发科、超微(AMD)、NVIDIA、博通(Broadcom)等订单规模最大的客户,都已拉长现有制程周期。


例如至2025年底,超微DT、NB平台处理器都还是停留在4纳米时代,先进入3纳米时代的服务器平台Epyc系列,最快也在2024年下半才会推出。


设备业者进一步指出,总体经济不明,芯片业者多认为即便库存去化告一段落,但需求完全复苏恐须至2024年,连车用需求都已减弱,接下来恐怕只剩AI芯片量能飙升撑场,因此对于新品投片下单都更为谨慎。


此也反映在台积电各制程产能利用率表现上,7/5纳米自2022年第4季以来开始崩跌后,回升缓慢,而3纳米至年底月产能目标也缩水,由最高7万片调整至6万片,实际产能利用率也不到6成。


不过,魏哲家日前仍重申,3纳米制程技术与产能提升符合预期,不论良率或接单表现,很快将优于5纳米。


设备业者指出,虽然众厂皆较原定计划延迟进入3纳米制程时代的时程,但苹果全产品线2024年起将接连进入N3E、N3P时代,N3X则在2025年进入量产,除了iPhone与iPad外,Mac也全面采用。另还有延宕3纳米代工时程的英特尔(Intel),在价格大涨带动下,3纳米家族营收贡献将如预期快速放大。


进一步来看,由于3纳米在PPA表现下与4纳米差异不大,且3纳米牌价涨至2万美元,只有苹果有8折优惠,多家芯片客户已修正制程规划,调整投片与订单,包括拉长4/5纳米时代周期,放缓N3E、N3P采用进度,等待2025年量产、2026年放量、升级有感的2纳米GAA制程时代再重押。


设备业者认为,虽然经济疲弱、客户受创而砍单、修正投片等多方因素,可能打乱台积电产能布局,但由众家客户释出的新品制程蓝图来看,对于台积电黏着度更高,据了解,已采用4/3纳米的客户,几乎皆有2纳米投片规划。


值得一提的是,三星抢先在2022年中推出3纳米GAA,但始终未有大客户与终端产品平台采用,而第二代3纳米将在6月日本VLSI Symposium 2023进一步揭露细节,市场频传PPA显着强化,良率也大幅提升,三星高层也表示,几乎所有大公司都对三星的3纳米GAA技术表达兴趣。


不过,设备业者指出,需厘清业者是表达兴趣,或做为与台积电议价的策略,且对芯片业者而言,进入7纳米以下先进制程时代,芯片设计研发与生产流程,就是烧钱黑洞,没有丰厚身家绝对难以玩下去。


此外,业者已在台积电砸下重金合作,不会冒然全面转单至良率与效能不明的三星,顶多是如(Qualcomm)的订单交换或少数型号采用,或是如Google的互惠合作。


据估算,5/3纳米开发费用高昂,粗估至少超过4亿美元,终于进入晶圆代工厂流片阶段, 5纳米试生产也就是流片一次,在台积电至少4,000万美元跑不掉,且流片多次才能达到预期效益,也就是上亿美元规模。


随着地缘政治风险升温,台积电被迫进行海外扩产,成本也大幅拉升下,3纳米以下或海外晶圆厂代工报价将只涨不跌。

 

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